基因表達(dá)-上課用

第4章基因的表達(dá)1問題一：在現(xiàn)實(shí)生活中，我們能不能像電影《侏羅紀(jì)公園》中描述的那樣，利用恐龍的DNA，使恐龍復(fù)活呢？問題二：如果能利用恐龍的DNA使恐龍復(fù)活，你認(rèn)為主要要解決什么問題？電影《侏羅紀(jì)公園》中恐龍復(fù)活的場景第四章的章圖請同學(xué)們閱讀章圖中的文字和圖解，你們看懂了什么，又產(chǎn)生了哪些問題。基因膚色眼皮單雙血型基因有遺傳效應(yīng)的DNA片段控制生物性狀在染色體上呈線性排列基因控制生物性狀指導(dǎo)合成蛋白質(zhì)體現(xiàn)者基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)合成的過程，叫基因的表達(dá)。問題：基因是怎樣指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成呢？第1節(jié)基因指導(dǎo)蛋白質(zhì)的合成1.DNA主要存在哪里？2.蛋白質(zhì)在哪里合成？DNA主要在細(xì)胞核蛋白質(zhì)的合成在細(xì)胞質(zhì)(核糖體)進(jìn)行指導(dǎo)通過RNA問題：2、為什么RNA適于做DNA的信使呢？1、DNA在細(xì)胞核中，而蛋白質(zhì)合成是在細(xì)胞質(zhì)中進(jìn)行的，兩者如何聯(lián)系起來的呢？如何解讀DNA的信息呢？㈠遺傳信息的轉(zhuǎn)錄1、RNA與DNA的區(qū)別核糖脫氧核糖比較RNA與DNA結(jié)構(gòu)的不同比較項(xiàng)目DNARNA結(jié)構(gòu)基本單位五碳糖含氮堿基功能主要存在部位脫氧核苷酸核糖核苷酸脫氧核糖核糖ATCGAUCG通常雙螺旋結(jié)構(gòu)一般單鏈結(jié)構(gòu)細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)遺傳信息的儲(chǔ)存、傳遞、表達(dá)RNA的種類信使RNA——mRNA核糖體RNA——rRNA轉(zhuǎn)運(yùn)RNA——tRNA2、RNA的類型⑴信使RNA（mRNA）：轉(zhuǎn)錄遺傳信息，翻譯的模板，即傳遞遺傳信息的作用。⑵轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）：識(shí)別密碼子，運(yùn)輸特定氨基酸，呈三葉草型結(jié)構(gòu)。⑶核糖體RNA（rRNA）：核糖體的組成成分。2、為什么RNA適于做DNA的信使呢？⑴它也是由基本單位——核苷酸連接而成，由核糖、磷酸、堿基共同組成核苷酸，它也能儲(chǔ)存遺傳信息。⑵在RNA與DNA的關(guān)系中，也遵循“堿基互補(bǔ)配對原則”，因RNA中沒有T，DNA中沒有U，所以當(dāng)RNA與DNA有關(guān)系時(shí)，U與配對。⑶RNA一般是單鏈，而且比DNA短，因此能夠通過核孔，從細(xì)胞核轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中。3、RNA適于做DNA的信使的原因：DNA的遺傳信息是怎樣傳給mRNA的呢？⑴轉(zhuǎn)錄的定義：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

⑵轉(zhuǎn)錄的場所：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

⑶轉(zhuǎn)錄的模板：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

⑷轉(zhuǎn)錄的原料：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

⑸轉(zhuǎn)錄的條件：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

⑹轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對＿＿＿＿＿＿＿＿＿⑺轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

4、轉(zhuǎn)錄（8）遺傳信息傳遞的方向4、轉(zhuǎn)錄⑴轉(zhuǎn)錄的定義：在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板，合成mRNA的過程。⑵轉(zhuǎn)錄的場所：細(xì)胞核。⑶轉(zhuǎn)錄的模板：DNA分子的一條鏈。⑷轉(zhuǎn)錄的原料：四種核糖核苷酸。⑸轉(zhuǎn)錄的條件：模板、原料、能量、酶。⑹轉(zhuǎn)錄時(shí)的堿基配對：⑺轉(zhuǎn)錄的產(chǎn)物：mRNA。DNARNAATCGUAGCG－C、C－G、T－A、A－U（8）遺傳信息傳遞的方向AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUU⑻轉(zhuǎn)錄的過程游離的核糖核苷酸AG

T

AC

AA

A

T

AGCUGACGGUUURNA聚合酶AG

T

AC

AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

T

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AA

A

T

AGCGACGGUUUUAG

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AC

AA

A

T

GCGACGGUUUUAAG

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AA

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GCGACGUUGUUAAG

T

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AA

A

T

GCGACGUGUUAUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAG

T

AC

AA

A

T

GCGACGGUUAUUAAG

T

AC

AA

A

T

GCGCGGUUAUUAUAG

T

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AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCAG

T

AC

AA

A

T

GGCGGUUAUUAUCmRNA1、DNA→RNA如何轉(zhuǎn)錄，特點(diǎn)是什么？

問題：

2、轉(zhuǎn)錄的單位是什么？

3、DNA的兩條鏈都能轉(zhuǎn)錄嗎？

4、DNA鏈完全解開嗎？5、在轉(zhuǎn)錄過程中堿基互補(bǔ)配對原則有什么特殊情況？思考與討論：1、轉(zhuǎn)錄與DNA復(fù)制有什么共同之處？這對保證遺傳信息的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)錄有什么意義？2、轉(zhuǎn)錄成的RNA的堿基序列，與作為模板的DNA單鏈的堿基序列有哪些異同？與該DNA的另一條鏈的堿基序列有哪些異同？復(fù)制轉(zhuǎn)錄場所細(xì)胞核細(xì)胞核解旋完全解旋只解有遺傳效應(yīng)的片段模板DNA的兩條鏈只有DNA的一條鏈原料四種脫氧核苷酸四種核糖核苷酸酶DNA解旋酶、DNA聚合酶RNA聚合酶能量ATPATP堿基配對A—TC—GT—AG—CA—UG—CT—AC—G產(chǎn)物子代DNAmRNA、tRNA、rRNA小結(jié)：課堂練習(xí)：1．構(gòu)成人體的核酸有兩種，構(gòu)成核酸的基本單位——核苷酸有多少種？堿基有多少種？[]A．2種4種B．4種4種C．5種5種D．8種5種D2．細(xì)胞內(nèi)與遺傳有關(guān)的物質(zhì)，從復(fù)雜到簡單的結(jié)構(gòu)層次是[]A．DNA→染色體→脫氧核苷酸→基因B．染色體→脫氧核苷酸→DNA→基因C．DNA→染色體→基因→脫氧核苷酸D．染色體→DNA→基因→脫氧核苷酸D3．下列哪一組物質(zhì)是RNA的組成成分[]A．脫氧核糖核酸和磷酸B．脫氧核糖、堿基和磷酸C．核糖、堿基和磷酸D．核糖、嘧啶和核酸4．DNA分子的解旋發(fā)生在

過程中[]A．復(fù)制B．轉(zhuǎn)錄C．翻譯D．復(fù)制和轉(zhuǎn)錄CD5．果蠅的遺傳物質(zhì)由

種核苷酸組成[]A．2B．4C．5D．8B6．一個(gè)DNA分子可以轉(zhuǎn)錄出多少種多少個(gè)mRNA[]A．一種一個(gè)B．一種多個(gè)C．多種多個(gè)D．無數(shù)種無數(shù)個(gè)C7．煙草、煙草花葉病毒、T2噬菌體中含有的物質(zhì)，下列敘述正確的是[]A．核酸的種類依次是2、1、2B．核苷酸的種類依次是8、5、4C．五碳糖的種類依次是2、2、1D．含N堿基的種類依次是5、4、4D8．mRNA上有25％的腺嘌呤，35％的尿嘧啶，則轉(zhuǎn)錄該mRNA的DNA分子上腺嘌呤占堿基總數(shù)的[]A．50%B．25%C．30%D．35%C㈡遺傳信息的翻譯1、概念：游離在細(xì)胞質(zhì)中的各種氨基酸，就以mRNA為模板合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程。問題：轉(zhuǎn)錄得到的RNA仍是堿基序列，而不是蛋白質(zhì)。那么，RNA上的堿基序列如何能變成蛋白質(zhì)中氨基酸的種類、數(shù)量和排列順序呢？mRNA：堿基的數(shù)量排列順序種類蛋白質(zhì)：氨基酸的數(shù)量排列順序種類決定決定決定?種?種4種20種討論：至少要多少個(gè)堿基的不同排列順序才能夠決定20種不同的氨基酸？一個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，41=4二個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，42=16三個(gè)堿基決定一個(gè)氨基酸，43=642、堿基與氨基酸的對應(yīng)關(guān)系UCAUGAUUAmRNA密碼子密碼子密碼子3、密碼子密碼子：mRNA上決定一個(gè)氨基酸的三個(gè)相鄰的堿基密碼子表UUAGAUAUCmRNA⑴遺傳密碼共64個(gè)，能決定氨基酸的遺傳密碼只有61個(gè)。有3個(gè)終止密碼子，沒有對應(yīng)的氨基酸。（起始密碼子）⑵一個(gè)密碼子決定一個(gè)特定的氨基酸。⑶簡并性：色氨酸及甲硫氨酸各只有一個(gè)密碼。多數(shù)氨基酸有二個(gè)以上的密碼子。在一定程度上能防止由于堿基的改變而導(dǎo)致的遺傳信息的改變。4、遺傳密碼的特性

⑷通用性：地球上幾乎所有的生物共用一套密碼子表。思考與討論：1、已知一段mRNA的堿基序列是AUGGAAGCAUGUCCGAGCAAGCCG，你能寫出對應(yīng)的氨基酸序列嗎？2、地球上幾乎所有的生物體都共用上述密碼子表。根據(jù)這一事實(shí)，你能想到什么？3、從密碼子表中可以看到，一種氨基酸可能有幾個(gè)密碼子，這一現(xiàn)象稱做密碼的簡并。你認(rèn)為密碼的簡并對生物體的生存發(fā)展有什么意義？

問題：mRNA如何將信息翻譯成蛋白質(zhì)？5、翻譯的過程轉(zhuǎn)運(yùn)RNA(tRNA)AUGGAUAUCmRNA？甲硫氨酸CUA反密碼子核糖體tRNA作用UCAUGAUUAmRNA

細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞質(zhì)中的mRNAUCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨

核糖體mRNA與核糖體結(jié)合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨

tRNA上的反密碼子與

mRNA上的密碼子互補(bǔ)配對.UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA將氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)到

mRNA上的相應(yīng)位置

UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

兩個(gè)氨基酸分子縮合縮合UCAUGAUUAAAU

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

核糖體隨著

mRNA滑動(dòng).另一個(gè)

tRNA上的堿基與mRNA上的密碼子配對.

UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸一個(gè)個(gè)氨基酸分子縮合成鏈狀結(jié)構(gòu)UCAUGAUUA

亮氨酸ACU

天門冬酰氨AUG

異亮氨酸

tRNA離開，再去轉(zhuǎn)運(yùn)新的氨基酸UCAUGAUUA

亮氨酸

天門冬酰氨

異亮氨酸以mRNA為模板形成了有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)小結(jié)：場所：產(chǎn)物：模板：原料：條件：細(xì)胞質(zhì)（核糖體）mRNA蛋白質(zhì)氨基酸ATP、酶、轉(zhuǎn)運(yùn)RNA（tRNA）堿基互補(bǔ)配對：G－C、C－G、U－A、A－U遺傳信息流動(dòng)：mRNA蛋白質(zhì)基因控制蛋白質(zhì)合成的過程DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序轉(zhuǎn)錄翻譯數(shù)量n3n6n轉(zhuǎn)錄翻譯定義在細(xì)胞核中，以DNA的一條鏈為模板合成mRNA的過程以mRNA為模板，合成具有一定氨基酸順序的蛋白質(zhì)的過程場所細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)的核糖體模板DNA的一條鏈信使RNA信息傳遞的方向DNA→mRNAmRNA→蛋白質(zhì)原料含A、U、C、G的4種核苷酸合成蛋白質(zhì)的20種氨基酸產(chǎn)物信使RNA有一定氨基酸排列順序的蛋白質(zhì)實(shí)質(zhì)是遺傳信息的轉(zhuǎn)錄是遺傳信息的表達(dá)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯的比較比較項(xiàng)目復(fù)制轉(zhuǎn)錄翻譯場所細(xì)胞核細(xì)胞核細(xì)胞質(zhì)模板DNA的兩條鏈DNA的一條鏈mRNA酶解旋酶，DNA聚合酶等解旋酶，RNA聚合酶等多種酶能量ATPATPATP原料4種脫氧核苷酸4種核糖核苷酸氨基酸產(chǎn)物子代DNAmRNA多肽鏈堿基配對A-TT-AG-CC-GA-UT-AG-CC-GA-UU-AG-CC-G2.過程AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUACAUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUACGUGAUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUACGUGAUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAAUACGUGACC21212121AUGCACUGGCGUUGCUGUCCUUAA2、寫出上圖正在合成的肽鏈的氨基酸序列。甲硫氨酸—組氨酸—色氨酸—精氨酸—半胱氨酸—半胱氨酸—脯氨酸—終止密碼子UCAUGAUUAmRNA細(xì)胞質(zhì)5、過程59UAC甲硫氨酸GGU組氨酸核糖體肽鍵①②ACGUCACUACACH2O-H2O①②AGGUCACGUCAC甲硫氨酸UACGGU組氨酸CAC色氨酸①②AGGUCACGUCGU甲硫氨酸GGU組氨酸CAC色氨酸AGC精氨酸……mRNA和肽鏈被釋放到細(xì)胞質(zhì)中。AUA課堂練習(xí)：1．DNA復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯分別形成[]A．DNA、RNA、蛋白質(zhì)B．RNA、DNA、多肽C．RNA、DNA、核糖體D．RNA、DNA、蛋白質(zhì)A2．遺傳密碼位于[]A．蛋白質(zhì)分子上B．DNA分子上C．RNA分子上D．信使RNA分子上D基因控制蛋白質(zhì)合成的過程DNA的遺傳信息mRNA的遺傳信息蛋白質(zhì)的氨基酸排列順序轉(zhuǎn)錄翻譯數(shù)量n3n6n3.某基因中含有1200個(gè)堿基，則由它控制合成的一條肽鏈的最多含有肽鍵的個(gè)數(shù)是()A．198個(gè)B．199個(gè)C．200個(gè)D．201個(gè)B基因中堿基數(shù)：mRNA中堿基數(shù)：蛋白質(zhì)中氨基酸數(shù)＝6：3：14．若某肽鏈的第一個(gè)氨基酸的密